clause5.io/ welding/ weld-defects/ لحام-المسامية-أسباب
Table 8.1Weld Porosity Causes — D1.1:2025 القبول Criteria
This porosity دليل focuses on why gas becomes trapped in معدن اللحام and how the likely cause changes the next corrective action. Use it to separate shielding, moisture, contamination, speed, and arc-stability issues before comparing the condition with project فحص متطلبات.
Per D1.1:2025 Table 8.1 item (8), visible piping porosity 1/32 in or greater shall not exceed 3/8 in per linear inch of fillet or لحام الأخدود on statically محمّل connections. CJP butt joints transverse to tensile stress require zero visible piping porosity.
ما الذي يسبب مسامية اللحام؟
تتكون المسامية عندما ينحصر الغاز في حوض اللحام المتصلب. يولد القوس درجات حرارة عالية للغاية تسبب تفاعلات كيميائية في المعدن الأساسي ومعدن الحشو والجو المحيط. عندما يتصلب حوض اللحام بشكل أسرع من قدرة فقاعات الغاز المحاصرة على الهروب إلى السطح، تتجمد تلك الفقاعات في مكانها كمسام — إما مرئية على السطح (مسامية الأنابيب) أو مخفية داخل المقطع العرضي للحام (مسامية تحت السطح).
الأسباب الستة الرئيسية هي:
الرطوبة — الماء بأي شكل هو السبب الأكثر شيوعًا. الرطوبة على أسطح المعدن الأساسي، في طبقات تدفق معدن الحشو، أو الممتصة في سلك اللحام المحشو بالتدفق، تُدخل الهيدروجين إلى القوس. يذوب الهيدروجين في حوض اللحام عند درجة حرارة عالية ويتم إطلاقه مع تبريد الحوض، مكونًا مسامية الهيدروجين. لهذا السبب تتطلب أقطاب E7018 وغيرها من أقطاب منخفض الهيدروجين تخزينًا محكمًا وإعادة تجفيف بعد التعرض.
تلوث السطح — الزيت، الشحوم، الطلاء، الصدأ، قشور الدرفلة، والزنك (الطلاءات المجلفنة) كلها تطلق غازات عندما تدخل منطقة القوس. حتى طبقات التلوث الرقيقة على وجوه الوصلات يمكن أن تولد ما يكفي من الغاز لتسبب مسامية مرئية. يجب أن تكون وجوه الوصلات نظيفة وجافة بحد أدنى 1 in من كل جانب قبل اللحام.
فقدان غاز الحماية — تعتمد عمليات GMAW و FCAW-G و GTAW على درع غاز خامل أو شبه خامل لاستبعاد النيتروجين والأكسجين الجوي من القوس. المسودات، معدل التدفق غير الكافي، الفوهات التالفة، أو المسافة الزائدة بين طرف التلامس والقطعة كلها تسمح بالتلوث الجوي. من الصعب بشكل خاص التخلص من مسامية النيتروجين بمجرد اختراق الدرع.
رطوبة القطب الكهربائي (SMAW) — تُصنع أقطاب منخفض الهيدروجين (E7016, E7018) بطبقات تدفق مصممة للحفاظ على الهيدروجين القابل للانتشار أقل من 4–16 mL/100g من معدن اللحام المترسب. يؤدي التعرض للهواء الرطب إلى إعادة إدخال الرطوبة بسرعة. تتطلب الأقطاب الكهربائية المعرضة للهواء الطلق لأكثر من 4 ساعات عادةً إعادة تجفيف عند 500–800°F وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة.
سرعة اللحام المفرطة — عندما يتحرك اللحام بسرعة كبيرة، لا يملك حوض اللحام وقتًا لإزالة الغازات قبل التصلب. تنحصر الفقاعات التي كانت ستطفو على السطح. يتيح تقليل سرعة اللحام مزيدًا من الوقت لإزالة الغازات ويقلل عادةً من تكرار المسامية.
عدم استقرار القوس — يمكن أن يؤدي القطبية غير الصحيحة، أو طول القوس المفرط، أو إعدادات الجهد الكهربائي غير المناسبة إلى زعزعة استقرار القوس وتعطيل درع الغاز. ينتج القوس غير المستقر أيضًا مدخل حرارة غير متناسق، مما يؤدي إلى مناطق يتصلب فيها حوض اللحام قبل اكتمال إزالة الغازات.
D1.1:2025 Table 8.1 Item (8) — Piping Porosity Acceptance Criteria
D1.1:2025 Table 8.1 governs الفحص البصري of all production welds under Clause 8.9. Item (8) applies specifically to piping porosity — porosity visible on the weld surface. Subsurface porosity is evaluated by إشعاعي or فوق صوتي اختبار when specified in the contract documents.
| Connection Type | Weld Type | Porosity Limit |
|---|---|---|
| Statically loaded (A) | CJP butt joint transverse to tensile stress | No visible piping porosity |
| Statically loaded (A) | Fillet welds and other groove welds | Sum of pores ≥1/32 in dia: ≤3/8 in per linear inch; ≤3/4 in per 12 in (for welds ≥12 in); ≤weld length × 0.06 (for welds <12 in) |
| Cyclically loaded (B) | Fillet welds (except مقوٍّ-to-web) | Frequency: ≤1 pore per 4 in; max diameter: ≤3/32 in |
| Cyclically loaded (B) | Fillet welds connecting stiffeners to webs | Sum of pores ≥1/32 in dia: ≤3/8 in per linear inch; ≤3/4 in per 12 in; ≤weld length × 0.06 |
| Cyclically loaded (C) | CJP butt joint transverse to tensile stress | No piping porosity |
| Cyclically loaded (C) | All other groove welds | Frequency: ≤1 pore per 4 in; max diameter: ≤3/32 in |
ملاحظة المفتش: التمييز بين “مسامية الأنابيب” و “المسامية” العامة مهم للجدول 8.1. ينطبق البند (8) فقط على مسامية الأنابيب المرئية على سطح اللحام. يحسب الجدول أقطار المسام الفردية 1/32 in أو أكبر — لا تُحتسب المسام الأصغر من 1/32 in ضمن الحد الأقصى. عند القياس، استخدم مقياس لحام معاير أو مكبرًا واحتسب فقط المسام التي تستوفي الحد الأدنى لقطر.
الوقاية والإرشادات الميدانية
تبدأ الوقاية الفعالة من المسامية بـ WPS. يجب أن يحدد الإجراء متطلبات التسخين المسبق (التي تقلل من امتصاص الرطوبة والهيدروجين)، وظروف تخزين معدن الحشو، ومتطلبات تحضير الوصلة، ومعدلات تدفق غاز الحماية. WPS الذي لا يتناول هذه المعلمات يترك الوقاية بالكامل على عاتق Welder.
في الميدان، الضوابط الأكثر موثوقية هي: (1) فحص وجوه الوصلات للتلوث قبل اللحام وتنظيفها حسب الحاجة؛ (2) تحقق من معدل تدفق غاز الحماية في بداية كل وردية وبعد أي تغييرات في المعدات؛ (3) فحص تخزين القطب الكهربائي — يجب أن تكون أقطاب منخفض الهيدروجين في فرن قضبان عند درجة حرارة محددة من قبل الشركة المصنعة، وليس ملقاة على السطح؛ (4) لـ FCAW، فحص بكرات الأسلاك بحثًا عن الرطوبة أو التلف، خاصة بعد المطر أو التعرض طوال الليل.
عند العثور على مسامية أثناء الفحص البصري، حدد السبب المحتمل قبل استئناف الإنتاج. الاستمرار في اللحام مع سبب غير معالج سينتج عنه المزيد من اللحامات المرفوضة. خرائط السبب إلى الإصلاح الشائعة: مسامية سطحية متكتلة → فحص تخزين القطب الكهربائي؛ مسامية متناثرة منتظمة → فحص غاز الحماية؛ مسامية مركزة عند بداية/نهاية اللحام → ضبط تقنية ملء الفوهة والتسخين المسبق.
الأسئلة المتكررة
الأسباب الستة الرئيسية لمسامية اللحام هي: (1) الرطوبة — في المعدن الأساسي، أو معدن الحشو، أو الغلاف الجوي، والتي تتحلل في القوس وتطلق الهيدروجين أو الأكسجين؛ (2) تلوث السطح — الزيت، أو الصدأ، أو الطلاء، أو قشور الدرفلة، أو طلاء الزنك على وجوه الوصلات التي تطلق الغازات عند احتراقها؛ (3) فقدان غاز الحماية — معدل تدفق غير كافٍ، أو مسودات، أو خطوط غاز تالفة تسمح بدخول النيتروجين والأكسجين الجوي إلى حوض اللحام؛ (4) رطوبة القطب الكهربائي — أقطاب SMAW غير المجففة (خاصة E7018 منخفض الهيدروجين) التي تُدخل الهيدروجين إلى القوس؛ (5) سرعة اللحام المفرطة — يتصلب حوض اللحام قبل أن تتمكن الغازات المحاصرة من الهروب؛ و (6) القطبية أو الجهد الكهربائي الخاطئ — عدم استقرار القوس الذي يعطل درع الغاز ويسمح بالتلوث الجوي.
وفقًا لـ D1.1:2025 الجدول 8.1 البند (8)(أ)، للحامات الفيليه ولحامات Groove Weld (باستثناء وصلات اللحام التناكبي CJP المستعرضة لإجهاد الشد المحسوب) على الوصلات المحمّلة بشكل ثابت، يجب ألا يتجاوز مجموع مسامية الأنابيب المرئية بقطر 1/32 in أو أكبر 3/8 in في أي بوصة خطية من اللحام. للحامات التي يبلغ طولها 12 in أو أكبر، يجب ألا يتجاوز المجموع 3/4 in في أي 12 in من Weld Length. للحامات التي يقل طولها عن 12 in، يجب ألا يتجاوز المجموع Weld Length مضروبًا في 0.06.
لا. وفقًا لـ D1.1:2025 الجدول 8.1 البند (8)(أ)(1)، يجب ألا تحتوي لحامات Groove Weld من نوع CJP في وصلات اللحام التناكبي المستعرضة لاتجاه إجهاد الشد المحسوب على أي مسامية أنابيب مرئية. هذا معيار عدم تسامح مطلق لتلك الوصلة المحددة وظرف التحميل. للحامات Groove Weld الأخرى ولحامات الفيليه على الوصلات المحمّلة بشكل ثابت، تُقبل المسامية المحدودة وفقًا لقيود التكرار والحجم في الجدول 8.1 البند (8)(أ)(2).
تقلل المسامية من مساحة المقطع العرضي الفعالة للحام، مما يقلل من قدرته على تحمل الأحمال بما يتناسب مع حجم الفراغات. المسامية المتناثرة بكميات صغيرة لها تأثير ضئيل على القوة الثابتة، ولهذا السبب يسمح D1.1 بمسامية محدودة في لحامات الفيليه تحت التحميل الثابت. ومع ذلك، فإن المسامية تحت التحميل الدوري تكون أكثر ضررًا لأن كل مسام يعمل كتركيز إجهاد يمكن أن يبدأ شقوق التعب. ينطبق D1.1:2025 الجدول 8.1 البند (8)(ب) و (ج) قيودًا أكثر صرامة على المسامية للوصلات المحمّلة بشكل دوري لهذا السبب بالضبط.
مرجع ذو صلة
■ Weld Defects HubTable 8.1 all 8 categories
■
Weld PorosityTable 8.1 criteria overview
■
Visual Weld InspectionClause 8.9 VT procedure
■
Weld DiscontinuityDiscontinuity vs defect
■
Weld CracksZero tolerance under D1.1
■
Preheat CalculatorReduce hydrogen cracking risk